Электроника для начинающих

Установите магнитный модуль на подвижной части двери или окна, а модуль переключателя на раме окна или дверном наличнике. Когда окно или дверь закрыты, магнитный модуль почти касается модуля переключателя. Магнит удерживает переключатель в замкнутом состоянии до тех пор, пока дверь или окно не будут открыты, после чего контакты переключателя разомкнутся.

У нас только один вопрос: как мы будем использовать этот компонент для срабатывания нашей сигнализации? Пока небольшой ток будет проходить через герконовый переключатель, сигнала тревоги быть не должно, но если цепь будет разомкнута, сигнал должен сработать.

Мы можем использовать реле, которое «всегда включено», когда сигнализация поставлена на охрану. Когда цепь разорвана, реле переходит в свободное состояние и другая пара его контактов замыкается, эти контакты могли бы подавать ток в устройство звуковой сигнализации.

Но мне эта идея не нравится. Постоянно работающее реле потребляет довольно большую мощность и разогревается. Поэтому в большинстве случаев таких схем с реле в состоянии «всегда включено» не проектируется. Я предпочитаю для этой цели использовать транзистор.

Разрыв в транзисторной цепи

Сначала надо вспомнить, как работает биполярный n-p-n-транзистор. Когда база имеет недостаточный по величине положительный потенциал, транзистор препятствует прохождению тока через его коллектор и эмиттер, но когда база становится более положительной, транзистор начинает пропускать ток.

Посмотрим на схему на рис. 3.68, которая построена на базе нашего старого друга — на биполярном n-p-n-транзисторе 2N2222.

Рис. 3.68.В этой цепи, которая предназначена для демонстрации, когда переключатель разомкнут, он прекращает подачу отрицательного потенциала на базу транзистора, заставляя транзистор уменьшить свое сопротивление, что приводит к увеличению тока, который проходит через светодиод. Таким образом, когда переключатель разомкнут, то он включает светодиод

Когда переключатель замкнут, база транзистора через резистор с сопротивлением 1 кОм подключается к отрицательному выводу блока питания. Кроме того, база транзистора через резистор 10 кОм подключена к положительному выводу блока питания. Из-за разности сопротивлений этих резисторов и относительно высокого напряжения включения светодиода база находится ниже порога включения, в результате транзистор будет пропускать небольшой ток. При этом светодиод, если и будет гореть, то в лучшем случае очень тускло.

Что же происходит, если переключатель размыкается?

База транзистора отсоединяется от отрицательного потенциала и остается подключенной только к положительном выводу блока питания. Это делает базу более положительной, в данном случае выше порога срабатывания транзистора, что заставляет транзистор уменьшить свое сопротивление и соответственно пропустить ток большей величины. Светодиод теперь загорится ярко. Таким образом, когда переключатель разрывает цепь, светодиод включается.

Это именно то, что нам и нужно. Теперь представим себе группу переключателей вместо одного, как это показано на рис. 3.69. Цепь будет продолжать работать точно так же, как если бы переключатели были расположены по всему вашему дому, поскольку сопротивление проводов, соединяющих переключатели, будет минимальным по сравнению с сопротивлением резистора 1 кОм.

Рис. 3.69.Группа переключателей, соединенных последовательно, может быть заменена одним переключателем, как это показано на рис. 3.68. Теперь любой переключатель может разорвать цепь и заставить сработать транзистор

Я показал все переключатели разомкнутыми, поскольку это тот способ, которым переключатель обычно изображается на схеме, но давайте представим, что они замкнуты. База транзистора тогда будет подключена к отрицательному потенциалу через длинный провод, соединяющий все замкнутые переключатели. В этом случае транзистор будет закрыт, а светодиод будет оставаться темным. Теперь, если размыкается хотя бы один переключатель или же кто-либо разрывает провод, соединяющий все переключатели со схемой, то база транзистора отключается от отрицательного потенциала, что приводит к созданию условий, при которых транзистор открывается и начинает проводить ток, а светодиод загорается.

Пока все переключатели остаются замкнутыми, цепь потребляет очень небольшой ток — примерно порядка 1,1 мА, поэтому в качестве источника питания можно использовать батарейку системы сигнализации с напряжением 12 В.